多域地層切片技術(shù)在沉積相分析中的應(yīng)用
——以WA油田流一段下層序?yàn)槔?/h1>
2018-03-02 03:30:15張毅何麗娟
西部探礦工程 2018年2期 關(guān)鍵詞：界面
張毅,何麗娟
（中海石油<中國(guó)>有限公司湛江分公司，廣東湛江524057）
隨著巖性油藏勘探的蓬勃發(fā)展，對(duì)沉積相研究精度提出了更高的要求，相應(yīng)的理論與技術(shù)也得到了廣泛的發(fā)展，比較有代表性的地震沉積學(xué)理論與其相應(yīng)的地層切片技術(shù)。地震沉積學(xué)的概念最早是由曾洪流教授在1988年提出，定義地震沉積學(xué)是利用地震資料分析沉積巖與沉積過(guò)程的一門(mén)學(xué)科[1]。2000年，Schlargert等在多年實(shí)踐基礎(chǔ)上，提出了更為具體的定義，認(rèn)為地震沉積學(xué)是使用高品質(zhì)地震資料，結(jié)合現(xiàn)代沉積環(huán)境以及露頭古沉積模式，識(shí)別沉積單元的三維幾何形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及沉積體系平面分布和演化特征[2]。目前，國(guó)際上，許多學(xué)者在北美、印度多個(gè)含油氣盆地進(jìn)行了大量的地震沉積學(xué)研究[3]，同時(shí)國(guó)內(nèi)學(xué)者也在中國(guó)東部各盆地廣泛開(kāi)展了地震沉積學(xué)研究[4-5]，均在沉積相研究方面取得了較好效果。
地層切片技術(shù)、90°相位轉(zhuǎn)化與地震分頻技術(shù)是地震沉積學(xué)的3個(gè)核心技術(shù)，其中地層切片技術(shù)可以利用地震資料刻畫(huà)出沉積單元幾何形態(tài)，能較為準(zhǔn)確地解釋沉積體系平面分布與時(shí)空演化特征，在實(shí)踐應(yīng)用中取得了較好的效果[6]。目前，該技術(shù)主要應(yīng)用在原始地震數(shù)據(jù)和反演體中，主要反映了沉積單元在振幅域的平面特征，而針對(duì)頻率域地層切片研究較少。本文以WA油田流一段下層序?yàn)槔芯苛说刭|(zhì)體在振幅域和頻率域里的地層切片特征，探索了多域地層切片綜合分析技術(shù)在高精度沉積相分析中的應(yīng)用。
1 區(qū)域地質(zhì)概況
潿西南凹陷位于南海北部灣盆地北部，是在前古近系基巖上發(fā)育起來(lái)的新生代斷陷盆地，具有北斷南超的特點(diǎn)，可劃分為北部隆起帶、一號(hào)斷裂帶、二號(hào)走滑斷裂帶、三號(hào)斷裂帶、潿西南低凸起、東南斜坡帶、斜陽(yáng)斜坡帶7個(gè)構(gòu)造帶（圖1）。
WA油田在研究區(qū)內(nèi)（圖1），位于潿西南低凸起構(gòu)造帶上，其流一段是主要的成藏層系。該層序經(jīng)歷了一次湖平面升降變化，發(fā)育了一套完成的三級(jí)層序，在鉆井和地震上能識(shí)別出層序頂?shù)椎牟徽厦鎀80、T83、內(nèi)部的初始湖泛面T82、最大湖泛面T81，4個(gè)界面將流一段劃分為上層序（高位體系域）、中層序（湖侵體系域）和下層序（低位體系域），其中下層序?yàn)榈退黄冢饕l(fā)育近物源的扇三角洲—湖底扇沉積體系，是巖性圈閉的有利勘探區(qū)。
鉆探證實(shí)，流一段下層序時(shí)期，物源規(guī)模較小，地質(zhì)體厚度小于地震資料垂向分辨能力，僅通過(guò)地震剖面，很難準(zhǔn)確識(shí)別不同類(lèi)型的地質(zhì)體。
2 研究方法
對(duì)于薄層沉積體識(shí)別問(wèn)題，已有大量的研究，形成了2個(gè)重要認(rèn)識(shí)：①在地質(zhì)體特征上，其體橫向尺寸通常明顯大于其縱向尺寸的的特點(diǎn)。根據(jù)Galloway和Ho?bady[7]的統(tǒng)計(jì)，即使是相變劇烈的陡坡扇體，其平均厚度與寬度的比值也有1∶5左右，而對(duì)于相變緩慢的沉積環(huán)境，這一比例可達(dá)1∶1000；②在地震分辨率上，地震水平分辨率與縱向分辨率通常是近似相等的[8]。這就意味著地質(zhì)體的地震成像在水平方向上比在縱向上容易得多，所以本文從水平分辨率入手，開(kāi)展了基于地震沿層切片技術(shù)和沿層頻譜成像技術(shù)綜合分析的沉積相精度研究。
2.1 地層切片技術(shù)原理
（1）地層切片的概念。目前使用的切片主要包括3種類(lèi)型，即等時(shí)切片、沿層切片和地層切片。等時(shí)切片時(shí)沿著某一地震反射雙程旅行時(shí)間制作地震切片，切片方向垂直于時(shí)間軸；沿層切片是以地震解釋層位為參考面，沿著地震解釋層位，或平行于地震解釋層位制作地震切片，主要反映了地震反射同相軸意義上的等時(shí)性[9]；地層切片時(shí)以2個(gè)等時(shí)地層界面為頂?shù)捉缑妫陧數(shù)捉缑嬷g，根據(jù)地層厚度等比例內(nèi)插的方式制作地震切片，這種切片考慮了沉積速率隨平面沉積位置的變化，更接近等沉積界面。
（2）地層切片制作流程和關(guān)鍵點(diǎn)。地層切片的基本做法首先在地震剖面上找出具有等時(shí)性的頂?shù)捉缑?，然后在頂?shù)捉缑婵刂葡?，按照厚度比例?nèi)插制作切片，認(rèn)為每一個(gè)切片都是等時(shí)的，并且反映了頂?shù)捉缑鎰澐殖龅牡貙釉诿恳粋€(gè)沉積時(shí)間界面處的地震響應(yīng)。通過(guò)地層切片不僅可以刻畫(huà)地質(zhì)體的幾何外形，還可以識(shí)別巖性和劃分沉積相帶。該制作流程有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：①頂?shù)椎葧r(shí)界面的選擇方法；②頂?shù)捉缑骈g按厚度比例內(nèi)插與切片等時(shí)性的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
對(duì)于第①點(diǎn)等時(shí)界面選取問(wèn)題，應(yīng)從2個(gè)方面綜合考慮。在地震方面，同相軸是各種地質(zhì)信息疊加后的綜合反映，不同頻率域的地震信息代表不同級(jí)別和類(lèi)型的地質(zhì)特征。等時(shí)界面通常對(duì)應(yīng)著大的地質(zhì)界面，在各種地質(zhì)信息中占主導(dǎo)地位，所以在不同頻率域中都有體現(xiàn)，所以選取等時(shí)面的基本做法是通過(guò)使用不同的頻帶對(duì)地震數(shù)據(jù)濾波，選擇那些不隨頻率變化的同相軸作為等時(shí)界面。在地質(zhì)方面，通過(guò)鉆井與地震接觸關(guān)系，可以識(shí)別出層序界面和海湖泛面2種典型的等時(shí)界面，但不是每一種等時(shí)界面都可以作為制作地層切片的頂?shù)卓刂平缑?，例如選取一套層序頂?shù)撞徽厦孀鳛榭刂平缑?，制作的切片橫切了層序內(nèi)部所有層序單元，不具備等時(shí)性質(zhì)，所以通常選取在鉆井上容易識(shí)別和對(duì)比，在區(qū)域上廣泛分布的海湖泛面作為制作地層切片的控制界面。
對(duì)于第②點(diǎn)厚度比例內(nèi)插與等時(shí)性的關(guān)系問(wèn)題，從數(shù)學(xué)計(jì)算的角度分析，等時(shí)界面之間按厚度比例內(nèi)出來(lái)的界面具有等時(shí)性，但在地質(zhì)過(guò)程中，如果存在沉積間斷、地層剝蝕等現(xiàn)象時(shí)，就會(huì)嚴(yán)重影響到數(shù)學(xué)線性?xún)?nèi)插的等時(shí)性，所以制作地層切片前，一定要根據(jù)地層內(nèi)部存在的沉積特征，制定相應(yīng)的工作流程，使得地層切片盡可能接近等時(shí)地質(zhì)界面。
2.2 沿層頻譜成像技術(shù)原理
（1）頻譜成像技術(shù)原理。頻譜成像的理論基礎(chǔ)是薄層反射的調(diào)諧效應(yīng)。當(dāng)薄層厚度小于四分之一波長(zhǎng)時(shí)，在時(shí)間域內(nèi)，隨著薄層厚度的逐漸增加，地震反射振幅逐漸增強(qiáng)；當(dāng)薄層厚度等于四分之一波長(zhǎng)時(shí)，反射振幅達(dá)到最大值；之后，隨著薄層厚度進(jìn)一步增大，地震反射振幅逐漸減小[10]。薄層調(diào)諧效應(yīng)引起的振幅干涉特征取決于薄層的波阻抗特征和厚度大小。使用離散傅立葉變換，可以將三維地震資料從時(shí)間—振幅域轉(zhuǎn)換到頻率-振幅域，然后使用頻率域能量體制作等頻率切片，就可以得到不同頻率條件下薄層的干涉特征。由于具有相似阻抗特征和厚度大小的砂體，在相應(yīng)的調(diào)諧頻率上，具有相似的調(diào)諧特征，這一規(guī)律為儲(chǔ)層厚度研究提供了依據(jù)，對(duì)應(yīng)的技術(shù)稱(chēng)為地震資料的頻譜成像儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)。根據(jù)調(diào)諧理論，薄層的調(diào)諧頻率通常較高，厚層的調(diào)諧頻率往往較低，所以在砂層厚度未知的條件中，針對(duì)砂層頂面對(duì)應(yīng)的同相軸進(jìn)行速度掃描，尋找砂體的調(diào)諧頻率，然后利用調(diào)諧頻率、地震波速度和砂層厚度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，預(yù)測(cè)儲(chǔ)層厚度。
（2）頻譜成像技術(shù)分辨率優(yōu)勢(shì)。相對(duì)于常規(guī)地震屬性，頻譜成像的主要優(yōu)勢(shì)在于分辨能力的顯著提高。常規(guī)的地震振幅，如地震振幅，根據(jù)分辨率計(jì)算公式，最高分辨力為λ/4，其中λ指的是地震波主頻對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)；而頻譜成像的最高分辨率中的λ指的是最高有效頻段對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。例如，對(duì)于主頻35Hz、地震波速度為3000m/s、有效頻帶為10～75Hz的地震資料，根據(jù)公式v=λf，計(jì)算出常規(guī)地震屬性分辨率為35Hz主頻對(duì)應(yīng)地震波長(zhǎng)的1/4，約21m。經(jīng)頻譜分解后，地震分辨率為最高有效頻率75Hz對(duì)應(yīng)地震波長(zhǎng)的1/4，約10m，分辨率得到顯著提高。從分辨率的基本原理上，頻譜分解技術(shù)突破了常規(guī)地震主頻下的分辨率極限，能夠識(shí)別尺度更小的地質(zhì)體。
基于地震分頻技術(shù)的地震分辨率優(yōu)勢(shì)，以地質(zhì)體頂面為控制層，開(kāi)展沿層頻譜成像分析，為地質(zhì)體內(nèi)部沉積結(jié)構(gòu)的精細(xì)刻畫(huà)提供了一條有效途徑。
3 實(shí)例分析
3.1 分析典型地質(zhì)體多屬性地層切片識(shí)別特征
研究區(qū)共鉆井11口，證實(shí)該區(qū)流一段下層序發(fā)育扇三角洲—湖底扇沉積體系。在所有鉆井中，WA-1和WA-2井鉆遇了典型的扇三角洲和湖底扇地質(zhì)體，并取全了鉆井、測(cè)井和巖芯資料，為此，本文針對(duì)這2口井鉆遇的地質(zhì)體開(kāi)展了多屬性地層切片研究，建立了典型地質(zhì)體切片識(shí)別模式。
3.1.1 扇三角洲多屬性地層切片特征
WA-1井鉆遇了流一段下層序扇三角洲砂巖，巖性組合為泥巖、頁(yè)巖與含礫砂巖不等厚互層特征。泥巖、頁(yè)巖為褐灰色還原色，厚度大，指示了中深湖相深水沉積。砂巖粒度粗，含礫石，分選差，具有近源沉積特征。伽馬曲線為齒化箱形，表現(xiàn)為多個(gè)反旋回縱向疊置。地震剖面上表現(xiàn)為中—低頻、強(qiáng)振幅、連續(xù)性較好的單一同相軸特征。受物源供給和水深共同影響，該期扇三角洲規(guī)模較小，砂體較薄，其厚度小于地震分辨率，所以在地震剖面上無(wú)法識(shí)別扇三角洲的前積反射特征，增加了沉積相解釋的多解性。
研究區(qū)主要目的層橫向上沉積速率變化小，地層厚度基本相同，并且地層內(nèi)部同相軸與層序界面平行，適合地層切片的應(yīng)用條件。選取流一段下層序地層界面T82、T83作為頂?shù)卓刂茖?，通過(guò)厚度等比例內(nèi)插的方式，以20ms為時(shí)間間隔，制作了5個(gè)地層切片。圖5顯示，地層切片橫向完整切割了每一個(gè)同相軸，能夠反映地層內(nèi)部地質(zhì)體的橫向分布范圍。
圖2a是針對(duì)WA-1井鉆遇的扇三角洲制作了振幅域地層切片。根據(jù)合成地震記錄標(biāo)定結(jié)果，該層系砂巖頂面標(biāo)定在波峰上，切片上強(qiáng)振幅區(qū)反映了砂體發(fā)育區(qū)，具有清晰的三角洲地質(zhì)外形(圖2a、2b)，其振幅值也隨著遠(yuǎn)離物源呈逐漸變?nèi)醯奶卣鳌榱诉M(jìn)一步識(shí)別扇三角洲內(nèi)部的沉積微相特征，筆者利用頻譜成像技術(shù)，針對(duì)橫切扇三角洲砂體的地層切片沿層取小時(shí)窗，按照5Hz的頻率間隔，計(jì)算了從0～90Hz共18個(gè)等頻率能量切片，每一個(gè)頻率切片反映了相應(yīng)厚度的砂體分布位置。在45Hz、60Hz頻率對(duì)應(yīng)的能量平面分布圖上（圖2d、2c），能清晰看到扇三角洲內(nèi)部的分流河道砂體呈發(fā)散狀從南面物源區(qū)向湖盆中心散開(kāi)。
3.1.2 湖底扇多屬性地層切片特征
使用同樣的方法分別制作了WA-2井實(shí)鉆湖底扇扇體對(duì)應(yīng)的振幅域和頻率域的地層切片。振幅切片上，強(qiáng)振幅異常體具有圓形的湖底扇外形（圖3a），在60Hz頻率切片上，能看到湖底扇內(nèi)部的砂巖儲(chǔ)層主要聚集在扇體的近物源端（圖3b），與經(jīng)典的扇體沉積模式和砂體分布特征（圖3c、3d）吻合較好，進(jìn)一步證實(shí)了使用多域地層切片技術(shù)能有效識(shí)別扇三角洲和湖底扇地質(zhì)體外形與內(nèi)部砂體分布位置。
3.2 預(yù)測(cè)目標(biāo)地質(zhì)體類(lèi)型和砂體分布規(guī)律
圖2 扇三角洲多域地層切片分析圖
圖3 湖底扇多域地層切片分析圖
WA-2、WA-5井在研究區(qū)流一段下層序頂面T82鉆遇一套砂泥薄互層，測(cè)井解釋油層厚度在1～2m左右，地震剖面上表現(xiàn)為中—低頻、強(qiáng)振幅、連續(xù)性好的特征，同樣看不出三角洲的前積特征（圖4）。鉆后分析認(rèn)為，這2口井鉆遇了濱淺湖灘壩相，砂體較薄，在2800m的埋深下，儲(chǔ)層物性差，干層較多，導(dǎo)致油層薄，繼續(xù)擴(kuò)邊勘探不具備經(jīng)濟(jì)性。在新一輪研究中，筆者針對(duì)WA-2和WA-5井所鉆砂體進(jìn)行了多域地層切片技術(shù)分析，發(fā)現(xiàn)振幅切片上表現(xiàn)出清晰的三角洲外形（圖5a），30Hz頻率切片上能看到發(fā)散狀的分流河道（圖5b），重新解釋為扇三角洲砂體，并認(rèn)為2口井沒(méi)有鉆遇河道主體部位，而在向物源方向的三角洲核心區(qū)具備厚層砂體的條件。根據(jù)切片認(rèn)識(shí)，繼續(xù)鉆探了WA-3井，在T82界面處鉆遇厚層砂體，證實(shí)了研究的正確性。
4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)
圖4 WA-2、WA-5井單井柱子與連井地震剖面綜合圖
圖5 振幅域與頻率域切片平面圖
（1）針對(duì)研究區(qū)鉆探證實(shí)的地質(zhì)體使用了多域地層切片技術(shù)，其中振幅域地層切片能有效反映出地質(zhì)體的外形，而頻率域切片能刻畫(huà)出地質(zhì)體內(nèi)部沉積微相的平面分布特征，所以使用該技術(shù)可以有效提高地質(zhì)體的研究精度。
（2）針對(duì)勘探中出現(xiàn)的沉積相誤區(qū)問(wèn)題，使用多域地層切片技術(shù)，重新認(rèn)識(shí)了沉積相類(lèi)型，并成功預(yù)測(cè)了厚層砂體發(fā)育區(qū)，進(jìn)一步證實(shí)了該技術(shù)是一種有效的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法。
（3）在本次研究中，通過(guò)將常規(guī)的振幅域地層切片向頻率域拓展，提高了地層切片識(shí)別地質(zhì)體的精度，揭示了多域地層切片技術(shù)在沉積相研究和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的巨大潛力。因此，開(kāi)展不同屬性域內(nèi)多種地層切片技術(shù)的綜合研究，能為精細(xì)勘探提供更為有效的技術(shù)手段。
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地層切片技術(shù)、90°相位轉(zhuǎn)化與地震分頻技術(shù)是地震沉積學(xué)的3個(gè)核心技術(shù)，其中地層切片技術(shù)可以利用地震資料刻畫(huà)出沉積單元幾何形態(tài)，能較為準(zhǔn)確地解釋沉積體系平面分布與時(shí)空演化特征，在實(shí)踐應(yīng)用中取得了較好的效果[6]。目前，該技術(shù)主要應(yīng)用在原始地震數(shù)據(jù)和反演體中，主要反映了沉積單元在振幅域的平面特征，而針對(duì)頻率域地層切片研究較少。本文以WA油田流一段下層序?yàn)槔芯苛说刭|(zhì)體在振幅域和頻率域里的地層切片特征，探索了多域地層切片綜合分析技術(shù)在高精度沉積相分析中的應(yīng)用。
1 區(qū)域地質(zhì)概況
潿西南凹陷位于南海北部灣盆地北部，是在前古近系基巖上發(fā)育起來(lái)的新生代斷陷盆地，具有北斷南超的特點(diǎn)，可劃分為北部隆起帶、一號(hào)斷裂帶、二號(hào)走滑斷裂帶、三號(hào)斷裂帶、潿西南低凸起、東南斜坡帶、斜陽(yáng)斜坡帶7個(gè)構(gòu)造帶（圖1）。
WA油田在研究區(qū)內(nèi)（圖1），位于潿西南低凸起構(gòu)造帶上，其流一段是主要的成藏層系。該層序經(jīng)歷了一次湖平面升降變化，發(fā)育了一套完成的三級(jí)層序，在鉆井和地震上能識(shí)別出層序頂?shù)椎牟徽厦鎀80、T83、內(nèi)部的初始湖泛面T82、最大湖泛面T81，4個(gè)界面將流一段劃分為上層序（高位體系域）、中層序（湖侵體系域）和下層序（低位體系域），其中下層序?yàn)榈退黄冢饕l(fā)育近物源的扇三角洲—湖底扇沉積體系，是巖性圈閉的有利勘探區(qū)。
鉆探證實(shí)，流一段下層序時(shí)期，物源規(guī)模較小，地質(zhì)體厚度小于地震資料垂向分辨能力，僅通過(guò)地震剖面，很難準(zhǔn)確識(shí)別不同類(lèi)型的地質(zhì)體。
2 研究方法
對(duì)于薄層沉積體識(shí)別問(wèn)題，已有大量的研究，形成了2個(gè)重要認(rèn)識(shí)：①在地質(zhì)體特征上，其體橫向尺寸通常明顯大于其縱向尺寸的的特點(diǎn)。根據(jù)Galloway和Ho?bady[7]的統(tǒng)計(jì)，即使是相變劇烈的陡坡扇體，其平均厚度與寬度的比值也有1∶5左右，而對(duì)于相變緩慢的沉積環(huán)境，這一比例可達(dá)1∶1000；②在地震分辨率上，地震水平分辨率與縱向分辨率通常是近似相等的[8]。這就意味著地質(zhì)體的地震成像在水平方向上比在縱向上容易得多，所以本文從水平分辨率入手，開(kāi)展了基于地震沿層切片技術(shù)和沿層頻譜成像技術(shù)綜合分析的沉積相精度研究。
2.1 地層切片技術(shù)原理
（1）地層切片的概念。目前使用的切片主要包括3種類(lèi)型，即等時(shí)切片、沿層切片和地層切片。等時(shí)切片時(shí)沿著某一地震反射雙程旅行時(shí)間制作地震切片，切片方向垂直于時(shí)間軸；沿層切片是以地震解釋層位為參考面，沿著地震解釋層位，或平行于地震解釋層位制作地震切片，主要反映了地震反射同相軸意義上的等時(shí)性[9]；地層切片時(shí)以2個(gè)等時(shí)地層界面為頂?shù)捉缑妫陧數(shù)捉缑嬷g，根據(jù)地層厚度等比例內(nèi)插的方式制作地震切片，這種切片考慮了沉積速率隨平面沉積位置的變化，更接近等沉積界面。
（2）地層切片制作流程和關(guān)鍵點(diǎn)。地層切片的基本做法首先在地震剖面上找出具有等時(shí)性的頂?shù)捉缑?，然后在頂?shù)捉缑婵刂葡?，按照厚度比例?nèi)插制作切片，認(rèn)為每一個(gè)切片都是等時(shí)的，并且反映了頂?shù)捉缑鎰澐殖龅牡貙釉诿恳粋€(gè)沉積時(shí)間界面處的地震響應(yīng)。通過(guò)地層切片不僅可以刻畫(huà)地質(zhì)體的幾何外形，還可以識(shí)別巖性和劃分沉積相帶。該制作流程有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)：①頂?shù)椎葧r(shí)界面的選擇方法；②頂?shù)捉缑骈g按厚度比例內(nèi)插與切片等時(shí)性的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
對(duì)于第①點(diǎn)等時(shí)界面選取問(wèn)題，應(yīng)從2個(gè)方面綜合考慮。在地震方面，同相軸是各種地質(zhì)信息疊加后的綜合反映，不同頻率域的地震信息代表不同級(jí)別和類(lèi)型的地質(zhì)特征。等時(shí)界面通常對(duì)應(yīng)著大的地質(zhì)界面，在各種地質(zhì)信息中占主導(dǎo)地位，所以在不同頻率域中都有體現(xiàn)，所以選取等時(shí)面的基本做法是通過(guò)使用不同的頻帶對(duì)地震數(shù)據(jù)濾波，選擇那些不隨頻率變化的同相軸作為等時(shí)界面。在地質(zhì)方面，通過(guò)鉆井與地震接觸關(guān)系，可以識(shí)別出層序界面和海湖泛面2種典型的等時(shí)界面，但不是每一種等時(shí)界面都可以作為制作地層切片的頂?shù)卓刂平缑?，例如選取一套層序頂?shù)撞徽厦孀鳛榭刂平缑?，制作的切片橫切了層序內(nèi)部所有層序單元，不具備等時(shí)性質(zhì)，所以通常選取在鉆井上容易識(shí)別和對(duì)比，在區(qū)域上廣泛分布的海湖泛面作為制作地層切片的控制界面。
對(duì)于第②點(diǎn)厚度比例內(nèi)插與等時(shí)性的關(guān)系問(wèn)題，從數(shù)學(xué)計(jì)算的角度分析，等時(shí)界面之間按厚度比例內(nèi)出來(lái)的界面具有等時(shí)性，但在地質(zhì)過(guò)程中，如果存在沉積間斷、地層剝蝕等現(xiàn)象時(shí)，就會(huì)嚴(yán)重影響到數(shù)學(xué)線性?xún)?nèi)插的等時(shí)性，所以制作地層切片前，一定要根據(jù)地層內(nèi)部存在的沉積特征，制定相應(yīng)的工作流程，使得地層切片盡可能接近等時(shí)地質(zhì)界面。
2.2 沿層頻譜成像技術(shù)原理
（1）頻譜成像技術(shù)原理。頻譜成像的理論基礎(chǔ)是薄層反射的調(diào)諧效應(yīng)。當(dāng)薄層厚度小于四分之一波長(zhǎng)時(shí)，在時(shí)間域內(nèi)，隨著薄層厚度的逐漸增加，地震反射振幅逐漸增強(qiáng)；當(dāng)薄層厚度等于四分之一波長(zhǎng)時(shí)，反射振幅達(dá)到最大值；之后，隨著薄層厚度進(jìn)一步增大，地震反射振幅逐漸減小[10]。薄層調(diào)諧效應(yīng)引起的振幅干涉特征取決于薄層的波阻抗特征和厚度大小。使用離散傅立葉變換，可以將三維地震資料從時(shí)間—振幅域轉(zhuǎn)換到頻率-振幅域，然后使用頻率域能量體制作等頻率切片，就可以得到不同頻率條件下薄層的干涉特征。由于具有相似阻抗特征和厚度大小的砂體，在相應(yīng)的調(diào)諧頻率上，具有相似的調(diào)諧特征，這一規(guī)律為儲(chǔ)層厚度研究提供了依據(jù)，對(duì)應(yīng)的技術(shù)稱(chēng)為地震資料的頻譜成像儲(chǔ)層預(yù)測(cè)技術(shù)。根據(jù)調(diào)諧理論，薄層的調(diào)諧頻率通常較高，厚層的調(diào)諧頻率往往較低，所以在砂層厚度未知的條件中，針對(duì)砂層頂面對(duì)應(yīng)的同相軸進(jìn)行速度掃描，尋找砂體的調(diào)諧頻率，然后利用調(diào)諧頻率、地震波速度和砂層厚度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，預(yù)測(cè)儲(chǔ)層厚度。
（2）頻譜成像技術(shù)分辨率優(yōu)勢(shì)。相對(duì)于常規(guī)地震屬性，頻譜成像的主要優(yōu)勢(shì)在于分辨能力的顯著提高。常規(guī)的地震振幅，如地震振幅，根據(jù)分辨率計(jì)算公式，最高分辨力為λ/4，其中λ指的是地震波主頻對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)；而頻譜成像的最高分辨率中的λ指的是最高有效頻段對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)。例如，對(duì)于主頻35Hz、地震波速度為3000m/s、有效頻帶為10～75Hz的地震資料，根據(jù)公式v=λf，計(jì)算出常規(guī)地震屬性分辨率為35Hz主頻對(duì)應(yīng)地震波長(zhǎng)的1/4，約21m。經(jīng)頻譜分解后，地震分辨率為最高有效頻率75Hz對(duì)應(yīng)地震波長(zhǎng)的1/4，約10m，分辨率得到顯著提高。從分辨率的基本原理上，頻譜分解技術(shù)突破了常規(guī)地震主頻下的分辨率極限，能夠識(shí)別尺度更小的地質(zhì)體。
基于地震分頻技術(shù)的地震分辨率優(yōu)勢(shì)，以地質(zhì)體頂面為控制層，開(kāi)展沿層頻譜成像分析，為地質(zhì)體內(nèi)部沉積結(jié)構(gòu)的精細(xì)刻畫(huà)提供了一條有效途徑。
3 實(shí)例分析
3.1 分析典型地質(zhì)體多屬性地層切片識(shí)別特征
研究區(qū)共鉆井11口，證實(shí)該區(qū)流一段下層序發(fā)育扇三角洲—湖底扇沉積體系。在所有鉆井中，WA-1和WA-2井鉆遇了典型的扇三角洲和湖底扇地質(zhì)體，并取全了鉆井、測(cè)井和巖芯資料，為此，本文針對(duì)這2口井鉆遇的地質(zhì)體開(kāi)展了多屬性地層切片研究，建立了典型地質(zhì)體切片識(shí)別模式。
3.1.1 扇三角洲多屬性地層切片特征
WA-1井鉆遇了流一段下層序扇三角洲砂巖，巖性組合為泥巖、頁(yè)巖與含礫砂巖不等厚互層特征。泥巖、頁(yè)巖為褐灰色還原色，厚度大，指示了中深湖相深水沉積。砂巖粒度粗，含礫石，分選差，具有近源沉積特征。伽馬曲線為齒化箱形，表現(xiàn)為多個(gè)反旋回縱向疊置。地震剖面上表現(xiàn)為中—低頻、強(qiáng)振幅、連續(xù)性較好的單一同相軸特征。受物源供給和水深共同影響，該期扇三角洲規(guī)模較小，砂體較薄，其厚度小于地震分辨率，所以在地震剖面上無(wú)法識(shí)別扇三角洲的前積反射特征，增加了沉積相解釋的多解性。
研究區(qū)主要目的層橫向上沉積速率變化小，地層厚度基本相同，并且地層內(nèi)部同相軸與層序界面平行，適合地層切片的應(yīng)用條件。選取流一段下層序地層界面T82、T83作為頂?shù)卓刂茖?，通過(guò)厚度等比例內(nèi)插的方式，以20ms為時(shí)間間隔，制作了5個(gè)地層切片。圖5顯示，地層切片橫向完整切割了每一個(gè)同相軸，能夠反映地層內(nèi)部地質(zhì)體的橫向分布范圍。
圖2a是針對(duì)WA-1井鉆遇的扇三角洲制作了振幅域地層切片。根據(jù)合成地震記錄標(biāo)定結(jié)果，該層系砂巖頂面標(biāo)定在波峰上，切片上強(qiáng)振幅區(qū)反映了砂體發(fā)育區(qū)，具有清晰的三角洲地質(zhì)外形(圖2a、2b)，其振幅值也隨著遠(yuǎn)離物源呈逐漸變?nèi)醯奶卣鳌榱诉M(jìn)一步識(shí)別扇三角洲內(nèi)部的沉積微相特征，筆者利用頻譜成像技術(shù)，針對(duì)橫切扇三角洲砂體的地層切片沿層取小時(shí)窗，按照5Hz的頻率間隔，計(jì)算了從0～90Hz共18個(gè)等頻率能量切片，每一個(gè)頻率切片反映了相應(yīng)厚度的砂體分布位置。在45Hz、60Hz頻率對(duì)應(yīng)的能量平面分布圖上（圖2d、2c），能清晰看到扇三角洲內(nèi)部的分流河道砂體呈發(fā)散狀從南面物源區(qū)向湖盆中心散開(kāi)。
3.1.2 湖底扇多屬性地層切片特征
使用同樣的方法分別制作了WA-2井實(shí)鉆湖底扇扇體對(duì)應(yīng)的振幅域和頻率域的地層切片。振幅切片上，強(qiáng)振幅異常體具有圓形的湖底扇外形（圖3a），在60Hz頻率切片上，能看到湖底扇內(nèi)部的砂巖儲(chǔ)層主要聚集在扇體的近物源端（圖3b），與經(jīng)典的扇體沉積模式和砂體分布特征（圖3c、3d）吻合較好，進(jìn)一步證實(shí)了使用多域地層切片技術(shù)能有效識(shí)別扇三角洲和湖底扇地質(zhì)體外形與內(nèi)部砂體分布位置。
3.2 預(yù)測(cè)目標(biāo)地質(zhì)體類(lèi)型和砂體分布規(guī)律
圖2 扇三角洲多域地層切片分析圖
圖3 湖底扇多域地層切片分析圖
WA-2、WA-5井在研究區(qū)流一段下層序頂面T82鉆遇一套砂泥薄互層，測(cè)井解釋油層厚度在1～2m左右，地震剖面上表現(xiàn)為中—低頻、強(qiáng)振幅、連續(xù)性好的特征，同樣看不出三角洲的前積特征（圖4）。鉆后分析認(rèn)為，這2口井鉆遇了濱淺湖灘壩相，砂體較薄，在2800m的埋深下，儲(chǔ)層物性差，干層較多，導(dǎo)致油層薄，繼續(xù)擴(kuò)邊勘探不具備經(jīng)濟(jì)性。在新一輪研究中，筆者針對(duì)WA-2和WA-5井所鉆砂體進(jìn)行了多域地層切片技術(shù)分析，發(fā)現(xiàn)振幅切片上表現(xiàn)出清晰的三角洲外形（圖5a），30Hz頻率切片上能看到發(fā)散狀的分流河道（圖5b），重新解釋為扇三角洲砂體，并認(rèn)為2口井沒(méi)有鉆遇河道主體部位，而在向物源方向的三角洲核心區(qū)具備厚層砂體的條件。根據(jù)切片認(rèn)識(shí)，繼續(xù)鉆探了WA-3井，在T82界面處鉆遇厚層砂體，證實(shí)了研究的正確性。
4 結(jié)論與認(rèn)識(shí)
圖4 WA-2、WA-5井單井柱子與連井地震剖面綜合圖
圖5 振幅域與頻率域切片平面圖
（1）針對(duì)研究區(qū)鉆探證實(shí)的地質(zhì)體使用了多域地層切片技術(shù)，其中振幅域地層切片能有效反映出地質(zhì)體的外形，而頻率域切片能刻畫(huà)出地質(zhì)體內(nèi)部沉積微相的平面分布特征，所以使用該技術(shù)可以有效提高地質(zhì)體的研究精度。
（2）針對(duì)勘探中出現(xiàn)的沉積相誤區(qū)問(wèn)題，使用多域地層切片技術(shù)，重新認(rèn)識(shí)了沉積相類(lèi)型，并成功預(yù)測(cè)了厚層砂體發(fā)育區(qū)，進(jìn)一步證實(shí)了該技術(shù)是一種有效的儲(chǔ)層預(yù)測(cè)方法。
（3）在本次研究中，通過(guò)將常規(guī)的振幅域地層切片向頻率域拓展，提高了地層切片識(shí)別地質(zhì)體的精度，揭示了多域地層切片技術(shù)在沉積相研究和儲(chǔ)層預(yù)測(cè)中的巨大潛力。因此，開(kāi)展不同屬性域內(nèi)多種地層切片技術(shù)的綜合研究，能為精細(xì)勘探提供更為有效的技術(shù)手段。
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